Dimensionnement d'une vanne électromagnétique

[Apind]

Bonjour,

Je suis nouveau sur ce forum et je compte sur vous pour m'aider dans un projet car je suis un peu perdu ...
Je dispose d'une vanne électromagnétique dont le fonctionnement est décrit dans la vidéo ci-jointe : https://www.youtube.com/watch?v=SwqM8zpmAD8

Je dispose de différentes valeurs : la diamètre du tube d'entrée, la longueur du pointeau, la longueur de la course du pointeau, et le temps d'ouverture et de fermeture.

Nous avons trouvé la force du champ magnétique en dérivant l'énergie du champ magnétique et nous trouvons cela : F = (1/2)*I²*((-µOSN²)/(l²)+(µoµrSN²)/(l²)

Ensuite, nous avons calculé l'équation de l'inductance variant en fonction de la position : L(z) = (µ0SN²)(l-z)/(l²) + (µ0SN²)(z)/(l²)

On a donc deux équation couplées que nous arrivons pas à résoudre ...

En espérant de bonne idées ... Merci beaucoup !
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Je n’ai pas compris ce que vous cherchez.
Quelles sont vos données ?
Il est possible que la solution ne soit pas unique. Par exemple que vous trouviez N.I et non N et I indépendantes.
Au revoir.

[Apind]

Bonjour,
Merci de votre intérêt.

Il s'agit de dimensionner la bobine de commande (N le nombre de spires et L l'inductance), la tension d'alimentation de la bobine, la force du ressort de rappel pour assurer un temps d'ouverture et de fermeture de 10ms.

Nos données:
Perméabilité magnétique du pointeau =10^4
Diamètre tube =5mm
Longueur du pointeau =20mm
Diamètre fil bobine=0.5mm
Densité du pointeau=800kg/m3
Course du pointeau entre ouverture et fermeture=0.5*10^-2m



On réalise les simplifications suivantes: force du ressort de rappel constante, inductance constante, accélération constante.

Merci de votre réponse

[LPFR]

Re.
Commencez pas calculer le produit N.I, car c’est lui qui va vous donner la force sur le pointeau. Ceci est indépendant de L.
Une fois que vous aurez ce produit, calculez l’inductance pour avoir la bonne constante de temps.
Vérifiez que le résultat tient début : nombre de tours avec le diamètre du fil. Résistance du bobinage avec la tension d’alimentation, etc.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Apind]

Re.

Après résolution de l'équation différentielle de notre circuit électrique, nous trouvons une expression de I=U/R(1-exp(-tR/L)).
Nous trouvons ainsi un I en fonction de L.
Y aurait-il une autre façon de calculer I?

Merci

[LPFR]

Re.
‘L’ n’est utile que pour calculer la constante de temps qui va donner l’évolution de I avec le temps. Mais le I qui intéresse est le I final, c’est à dire U/R. C’est lui qui va déterminer si la bobine crame ou non, et si le pointeau est actionné ou non.
A+

[albi69]

Bonjour
Il faut aussi prendre en compte les pressions.
C'est le ressort qui fait descendre le pointeau. Il ne sera donc pas possible de maitriser la durée de fermeture.
Vanne fermée, la pression plaque le pointeau sur le siège. Il faut donc connaitre la pression et le diamètre du siège pour calculer la force qui s'ajoute au ressort pour ouvrir le pointeau.

[Apind]

Re,

LPFR, je ne vois pas trop comment on peut calculer I sans connaitre U et R ? Faut-il les dimensionner ?
Mon prof m'a donné comme indice d'utiliser : L(z) = (µ0SN²)(l-z)/(l²) + (µ0SN²)(z)/(l²) car la valeur de L change en fonction de la hauteur du pointeau.

albi69, merci d'avoir répondu. Je sais bien qu'il y a la pression qui rentre en jeu mais à cause de manque de donné j'ai décidé de ne pas la prendre en compte. Cette force est-elle importante ?

Merci beaucoup.

[albi69]

Re
Pression en N/m²
Section de l'orifice en M²
Calcul de l'effort.
Peut on avoir une idée de l'utilisation de cet appareil?

[Apind]

Re

Nous ne pouvons pas calculer l'effort car nous ne connaissons pas la pression.

Cette vanne permet d'interrompre l'écoulement d'un fluide.

[LPFR]

Re.
Je vous suggère de lire mes messages précédents et de faire ce que je vous ai indiqué.
Mais si vous ne connaissez même pas la pression, vous pouvez tout arrêter et partir en vacances. Car vous pouvez aligner des équations que vous ne comprenez pas, mais vous ne pouvez rien calculer.
Ce qui est amusant est que connaissez le diamètre du fil du bobinage.
Savez-vous au moins à quoi est censée servir cette vanne ?
Il fait quoi dans la vie, votre prof ?
A+